PDF《焦化汽柴油加氢装置改航煤加氢装置的技术改造》

焦化汽柴油加氢装置改航煤加氢装置的技术改造 李林1 朱玉新1 张伟伟2 姚伟3 1.

中国石油兰州石化公司炼油厂 2. 兰州石化职业技术学院应用化学工程系 3. 中油国际( 苏丹) 喀土穆炼油有限公司 摘要介绍了某石化公司焦化汽柴油加氢装置改航煤加氢装置的技术改造情况, 装置技术改造 后的标定结果表明, 以FHUD S -

2 催化剂为加氢精制催化剂, 在反应器入口温 度2

5 7.

2 ℃, 反应压力 3.

0 3MP a , 体积空速1.

5 8h-1 , 氢油比2

0 8. 1的工艺操作条件下, 生产的精制航煤满足3号喷气燃料质 量标准要求, 装置能耗8

4 0.

9 0M J / t , 较设计值低5 3.

9 9M J / t , 精制航煤收率达到9 9.

9 1%, 装置运行平 稳, 技术改造达到了预期的目的. 关键词 航煤加氢 技术改造 喷气燃料 操作条件 能耗 收率 中图分类号: T E

6 2 4. 4+

3 文献标志码: B D O I :

1 0.

3 9

6 9 / j . i s s n .

1 0

0 7 -

3 4

2 6.

2 0

1 6.

0 2.

0 0

4 T e c h n i c a l t r a n s f o r m a t i o no f c h a n g i n gc o k i n gg a s o l i n ea n dd i e s e l h y d r o t r e a t i n gu n i t t oa v i a t i o nk e r o s e n eh y d r o t r e a t i n gu n i t L iL i n

1 , Z h uY u x i n

1 , Z h a n gW e i w e i

2 , Y a oW e i

3 ( 1. O i lR e f i n e r yo fP e t r o C h i n aL a n z h o uP e t r o c h e m i c a lC o mp a n y, L a n z h o u7

3 0

0 6 0, C h i n a) ( 2. A p p l i c a t i o n o fC h e m i c a lE n g i n e e r i n gD e p a r t m e n t, L a n z h o uP e t r o c h e m i c a lC o l l e g eo fV o c a t i o n a lT e c h n o l o g y, L a n z h o u7

3 0

0 6 0, C h i n a;

3. CNP CI n t e r n a t i o n a lK h a r t o u mR e f i n e r yC o. , L t d, K h a r t o u m9

9 9

1 2, S u d a n) A b s t r a c t : T h e t e c h n i c a l t r a n s f o r m a t i o no f c h a n g i n gc o k i n gg a s o l i n e a n dd i e s e l h y d r o t r e a t i n gu n i t t o a v i a t i o n k e r o s e n e h y d r o t r e a t i n g u n i t o fa c e r t a i n p e t r o c h e m i c a lc o m p a n y w a si n t r o d u c e d .T h e c a l i b r a t i o nr e s u l t ss h o w e dt h a ta f t e rt e c h n i c a l t r a n s f o r m a t i o n , t h er e f i n e da v i a t i o nk e r o s e n em e tt h e q u a l i t ys p e c i f i c a t i o no fN o . 3j e tf u e lu s i n gF HUD S - 2h y d r o f i n i n gc a t a l y s ta tt h ep r o c e s so p e r a t i o n c o n d i t i o n so f r e a c t o r i n l e t t e m p e r a t u r e2

5 7.

2 ℃, r e a c t i o np r e s s u r e3.

0 3 MP a , v o l u m es p a c ev e l o c i t y 1.

5 8h-1 , a n dh y d r o g e n t oo i l r a t i o2

0 8. 1. T h eu n i t e n e r g yc o n s u m p t i o nw a s

8 4 0.

9 0M J / t , w h i c hw a s

5 3.

9 9M J l e s s t h a nd e s i g nv a l u e . T h ey i e l do f r e f i n e da v i a t i o nk e r o s e n e r e a c h e d9 9.

9 1%, t h eu n i tw a s s t a b l e i no p e r a t i o n , a n dt h e t e c h n i c a l t r a n s f o r m a t i o na c h i e v e de x p e c t e dp u r p o s e . K e y w o r d s :a v i a t i o n k e r o s e n e h y d r o t r e a t i n g ,t e c h n i c a l t r a n s f o r m a t i o n ,j e t f u e l ,o p e r a t i o n c o n d i t i o n , e n e r g yc o n s u m p t i o n , y i e l d 某石化公司2

0 1 2年柴油质量升级过程中新建了 3. 0M t / a柴油加氢装置, 加工原料为常减压装置生产 的常二线、 常三线直馏柴油和延迟焦化装置生产的焦 化汽柴油, 该公司原0. 6M t / a焦化汽柴油加氢装置加 工的焦化汽柴油原料改为去新建3.

0 M t / a柴油加氢 装置, 0. 6M t / a焦化汽柴油加氢装置将面临停工.由 于该公司航煤原料产量每年约1

0 0*1

0 4 t , 但只有

1 套0. 4M t / a航煤加氢装置, 航煤原料不能全部加工, 只能作为柴油的调和组分, 导致经济效益的流失.为 提高公司高附加值产品产量, 提升经济效益, 充分利用

7 1 石油与天然气化工第4 5卷第2期CHEM I C A LE N G I N E E R I NG O FO I L &

G A S 作者简介: 李林(

1 9

8 1-) , 男, 工程师, 硕士,

2 0

0 8年毕业于西南石油大学化学工艺专业, 现就职于中国石油兰州石化公司炼油 厂, 从事炼油工艺技术管理工作.E - m a i l :

8 1

7 7

7 3

1 3@q q . c o m 闲置装置, 在2

0 1 2年柴油质量升级新建3.

0 M t / a柴 油加氢装置的同时, 对0. 6M t / a焦化汽柴油加氢装置 进行了技术改造, 将装置改造为0. 6M t / a航煤加氢装 置, 以常减压装置生产的常一线煤油为原料, 生产满足 3号喷气燃料质量标准要求的精制航煤, 于2

0 1 2年1

1 月2 9日改造完成后开工运行.在目前的研究报道中, 未见通过焦化汽柴油加氢装置改造为航煤加氢装置的 相关报道, 文章对某石化公司焦化汽柴油加氢装置改 航煤加氢装置的技术改造情况及装置运行情况进行了 介绍, 对同类装置的优化改造具有一定的借鉴意义.

1 装置改造可行性分析 0. 6M t / a航煤加氢装置是在原0.

6 M t / a焦化汽 柴油加氢装置的基础上改造而成.装置改造的关键是 在满足装置加工量不变的前提下, 通过改造能生产出 满足3号喷气燃料质量标准要求的精制航煤, 增加公 司高附加值产品产量.为保证装置改造成功, 对其可 行性进行了分析. 1.

1 原料、 辅助材料及公用工程 该公司 航煤原料产量约1.

0 M t / a , 只有1套0. 4M t / a航煤加氢装置, 剩余航煤原料0.

6 M t / a , 改 造后装置原料能得到保障;

装置辅助材料为催化剂、 瓷球、 抗氧剂等, 通过外购可得到;

改造后装置所需的循 环水、 电、 1.

0 MP a蒸汽、 燃料气、 软化水等公用工程 均依托原来的公用工程系统, 经核算后余量能满足装 置生产需要. 1.

2 装置主要设备改造情况 为保证装置改造后生产运行安全平稳, 对装置主 要设备设计条件及操作条件进行了比较, 见表1. 从表1可以看出, 改造后的0. 6M t / a航煤加氢装 置主要设备操作条件均较原0.

6 M t / a焦化汽柴油加 氢装置缓和, 且低于设计值, 说明原装置主要设备满足 改造后装置的安全生产需求, 可利旧.装置加工能力 未改变, 仍为0.

6 M t / a , 部分机泵、 容器、 换热器经过 设计核算后能满足生产需求.同时, 对设备进行了检 验检测, 结果表明, 利旧设备能满足装置的生产需要. 由于航煤加氢装置反应压力低于焦化汽柴油加氢 装置, 原装置反应进料泵工作点无法保持在较佳的工 作区域内, 需要对原反应进料泵进行更换;

原装置压缩 表1 装置改造前后主要设备设计及操作条件对比 T a b l e1 C o m p a r i s o no f d e s i g na n do p e r a t i o nc o n d i t i o no f m a i ne q u i p m e n t sb e f o r ea n da f t e r u n i t r e c o n s t r u c t i o n 项目 操作条件 0.

6 M t / a焦化 汽柴油 加氢装置 0.

6 M t / a 航煤加氢 装置 设计 条件 反应器( R

1 0

1 ) 入口压力/ MP a 3. 5~6.

5 2. 0~3.

2 7.

8 入口温度/℃

2 5 0~3

4 0

2 5 0~3

1 0

4 2

5 高压分离器( V

1 0

2 ) 入口温度/℃

1 5~5

5 1 5~5

5 6

5 压力/MP a 3. 6~6.

3 2. 0~2.

8 5 6.

9 7 低压分离器( V

1 0

3 ) 压力/MP a 0. 8~1.

3 0. 8~1.

4 2.

0 分馏塔 T

1 0

2 进料温度/℃

1 5 0~2

7 0

1 5 0~2

3 0

3 5

0 塔顶温度/℃

1 4 0~2

1 0

1 3 0~1

9 0 塔顶压力/ MP a 0. 2~0.

4 0.

1 0~0.

3 5 0.

8 反应进料加热炉( F

1 0

1 ) 出口温度/℃

2 5 0~3

6 0

2 5 0~3

1 0 分馏塔底重沸炉( F

1 0

2 ) 出口温度/℃

2 6 0~3

6 0

2 0 0~3

0 0 机为新氢压缩机和循环氢压缩机二合一的形式, 为使 操作更加灵活稳定, 改造装置新氢压缩机与循环氢压 缩机单独设置;

航煤加氢反应压力低、 温度不高, 反应 产生的轻组分较少, 分馏部分采用单塔流程即可达到 产品分离的目的[

1 ] .因此, 只保留了原来的分馏塔及 回流系统, 对分馏塔内件进行了更换、 进料口位置向上 调整, 且拆除原装置石脑油稳定塔、 石脑油稳定塔塔顶 冷却器、 回流罐及回流泵, 并利用原石脑油冷却器, 作 为改造装置精制航煤后冷器. 同时, 根据原装置其他设备的使用状况, 对原有精 制柴油泵、 重沸炉进料泵和分馏塔塔顶回流产品泵和 分馏塔塔顶后冷器进行更换, 对反应进料加热炉和分 馏塔塔底重沸炉的余热回收系统, 包括鼓风机和引风 机进行更换;

由于改造后的装置生产精制航煤, 根据航 煤生产工艺及生产规范要求, 还需要新增精制航煤脱 硫罐、 抗氧剂配制罐、 抗氧剂中间罐和抗氧剂计量泵及 精制航煤聚结器、 精制航煤过滤器等设备.

2 装置简介 改造的0. 6M t / a航煤加氢装置由中国石油辽宁 寰 球工程公司设计, 装置由反应系统、 分馏系统、 公用

8 1 李林 等 焦化汽柴油加氢装置改航煤加氢装置的技术改造

2 0

1 6 工程系统等部分组成, 年开工时间84

0 0h, 操作弹性

6 0%~1

1 0%, 装置采用原0.

6 M t / a焦化汽柴油加氢 装置催化剂 F HUD S - 2( 中国石化抚顺石油化工研究 院研发) , 其性质见表2.以常减压装置生产的常一线 煤油为原料, 生产满足3号喷气燃料质量标准要求的 精制航煤.改造后的装置工艺流程简图见图1. 表2 F H U D S - 2加氢催化剂性质 T a b l e2 P r o p e r t i e so f h y d r o g e n a t i o nc a t a l y s t F H U D S -

2 项目 催化剂性质 化学组成 w( M o O3) /% ≥2

2 w( WO 3) /% ≥2 w( N i O) /% ≥2 孔体积/ ( m L・g -1 ) ≥0.

2 9 比表面积/ ( m

2 ・g -1 ) ≥1

8 0 形状 三叶草形 直径/ mm 1. 2~2.

4 长度/ mm 2~8 堆密度/ ( g ・c m-3 ) 0.

9 5~1.

1 0 耐压强度/ ( N・c m-1 ) ≥1

5 0

3 装置标定情况分析 为了检验装置技术改造后的运行情况, 对装置进 行了满负荷标定, 对标定结果进行以下分析讨论. 3.

1 原料性质 装置原料为上游常减压装置生产的常一线煤油, 在标定期间, 原料主要性质如表3所示.由表3可知, 标定期间原料质量平稳, 无大的变化, 原料中硫含量、 碱性氮含量、 硫醇硫含量均在指标要求范围内, 且值偏 低, 表明原料性质较好, 期间操作条件相对缓和. 表3 原料性质 T a b l e3 P r o p e r t i e so f t h em a t e r i a l 分析项目 第1天第2天第3天 平均值 指标要求 密度(

2 0 ℃) /( k g・m-3 )

7 8 2.

2 7

8 1.

2 7

7 9.

3 7

8 0.

9 7

7 5. 0~8

3 0.

0 初馏点/℃

1 4 5.

5 1

4 6

1 5

1 1

4 7.

5 ≤1

7 0 终馏点/℃

2 3

8 2

3 0

2 3

3 2

3 3.

7 ≤2

9 8 闪点( 闭口) /℃

4 0.

5 4

1 3 9.

5 4 0.

3 3 8~4

7 冰点/℃ -5 5.

0 -5 5.

5 -5 6.

0 -5 5.

5 ≤-4

9 w( 硫醇硫) /( μ g・g -1 )

3 2.

0 3 9.

0 3 8.

0 3 6.

3 ≤6

7 w( 硫) /( μ g・g -1 )

1 9

0 1

7 0

1 7

0 1

7 6.

7 ≤3

0 0 φ( 芳烃) /%

1 0.

2 0

1 0.

3 0

1 0.

0 0

1 0.

1 7 w( 碱性氮) /( μ g・g -1 ) 1.

1 4 1.

1 8 1.

0 9 1.

1 4 ≤7.

4 总酸值/( m gKOH・g -1 )0.

0 3

52 0.

0 3

28 0.

0 3

53 0.

0 3

44 颜色/号282828283.

2 主要操作条件 装置在标定期间的主要操作条件见表4.由表4 可以看出, 装置进料量保持在约6 4.

4 9 6t / h, 与装置设 计进料量6 5.

9 5 2t / h相当, 装置反应器( R

1 0

1 ) 入口温 度为2

5 7.

2 ℃, 温度较低, 主要是处于装置运行初期, 催化剂活性较高, 且原料性质优于设计值, 故反应温度 控制较低, 氢油比控制相对较高.在装置实际生产过 程中, 随着装置开工周期的延长或处理原料性质变差, 反应器入口温度会逐步上升, 初期控制较低的反应温 度、 较高的氢油比有利于减缓催化剂的结焦速率, 防止 催化剂较快失活, 延长催化剂的使用周期[

2 -

3 ] , 其他主 要工艺参数均控制在工艺指标范围内, 装置运行平稳.

9 1 石油与天然气化工第4 5卷第2期CHEM I C A LE N G I N E E R I NG O FO I L &

G A S 表4 装置主要操作条件 T a b l e4 M a i no p e r a t i o nc o n d i t i o n s 项目 实测 指标要求 原料进料量/( t ・h-1 )

6 4.

4 9

6 3 9.

5 7 1~7 2.

5 4

7 氢油比

2 0 8.

1 1

5 0~3

5 0 空速/ h-1 1.

5 8 0. 5~4.

0 反应器( R

1 0 1) 入口压力/MP a 3.

0 3 2. 0~3.

2 入口温度/℃

2 5 7.

2 2

5 0~3

1 0 床层温升/℃

5 1~5

0 床层压差/MP a 0.

1 3 0.

0 1~0.

4 注水量/( t ・h-1 ) 3.

5 1 0~5 反应进料加热炉( F

1 0 1) 炉膛温度/℃

5 0 6.

4 1

2 5 0~8

0 0 出口温度/℃

2 5 7.

0 7

2 5 0~3

1 0 项目 实测 指标要求 高压分离器( V

1 0 2) 入口温度/℃

4 6.

8 8

1 5~5

5 液面/%

4 9.

7 0

3 0~7

0 压力/MP a 2.

7 0 2. 0~2.

8 5 界面/%

5 0.

2 3

3 0~7

0 分馏塔( T

1 0 2) 进料温度/℃

1 9 4.

2 4

1 5 0~2

3 0 塔顶顶温/℃

1 3 8.

7 7

1 3 0~1

9 0 塔顶压力/MP a 0.

3 2 0.

1 0~0.

3 5 分馏塔底重沸炉( F

1 0 2) 出口温度/℃

2 4 8.

5 4

2 0 0~3

0 0 炉膛温度/℃

4 2 4.

5 1

3 0 0~7

5 0 表5 精制航煤性质 T a b l e5 P r o p e r t i e so f r e f i n e da v i a t i o nk e r o s e n e 航煤产品 性质 第1天第2天第3天 平均值 精制航煤 ( 脱硫罐前) 总酸值/ ( m gKOH・g -1 ) 0.

0 0

24 0.

0 0

26 0.

0 0

23 0.

0 0

24 w( 硫) / ( μ g ・g -1 )

4 0

4 0

4 0

4 0 w( 硫醇硫) / ( μ g ・g -1 )

2 2

2 2 闪点( 闭口) /℃

4 5.

5 4

7 4 6.

5 4 6.

3 冰点/℃ -5

6 -5

6 -5

7 -5 6.

3 铜片腐蚀(

1 0

0 ℃, 2h ) /级1111银片腐蚀(

5 0 ℃, 4h................